JP2014189526A - ビスフェノール化合物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ビスフェノール化合物及びその製造方法に関し、より詳細にはポリカーボネート樹脂やエポキシ樹脂の原料等として使用可能なビスフェノール化合物及びその製造方法に関する。
ビスフェノール化合物は、従来、ポリカーボネート、ポリアクリレート等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂の原料として広く用いられている。また、エポキシ樹脂の硬化剤、感熱記録用の顕色剤、退色防止剤、保存安定剤等のほか、天然ゴムや潤滑油等の酸化防止剤、殺菌剤、防菌防カビ剤等としても広く用いられている。
近年、特に電気電子分野において、機器の高性能化、高機能化に伴い、用いられる樹脂に対しても更なる機械的特性や熱的特性の向上が強く求められるに至っており、上述した種々の樹脂についても、原料として用いられているビスフェノール化合物は、その特性を向上させるために、新たな化合物が求められている。
このようなビスフェノール化合物のうち、3位アルキル置換モノフェノールを原料としたビスフェノール誘導体としては、非特許文献1に記載の2,2−(1−メチルエチリデン)ビス(3−メチルフェノール)や非特許文献2に記載の2,2−メチレンビス−5−メチルフェノール、また非特許文献3に記載の2−[(2−ヒドロキシフェニル)メチル]−5−メチルフェノールが知られているのみであり、これらのビスフェノール化合物を樹脂の原料として用いた例はなく、その効果は知られていない。
このようなビスフェノール化合物のうち、3位アルキル置換モノフェノールを原料としたビスフェノール誘導体としては、非特許文献1に記載の2,2−(1−メチルエチリデン)ビス(3−メチルフェノール)や非特許文献2に記載の2,2−メチレンビス−5−メチルフェノール、また非特許文献3に記載の2−[(2−ヒドロキシフェニル)メチル]−5−メチルフェノールが知られているのみであり、これらのビスフェノール化合物を樹脂の原料として用いた例はなく、その効果は知られていない。
Chemiker-Zeitung, Chemische Apparatur, 1921, vol.45, p.632
Journal of Applied Chemistry, 1957 , vol.7, p.440,443
Journal of the American Chemical Society, 1949 , vol.71, p.2907, 2909, 2912
本発明は、高分子材料の原料等として有用なビスフェノール化合物及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、下記1〜6のビスフェノール化合物及びその製造方法に関する。
1.下記一般式(1)又は(2)で表わされるビスフェノール化合物。
[上記一般式(1)及び(2)中、R1は、炭素数2〜30の脂肪族炭化水素基である。R2は、水素原子、水酸基、炭素数1〜30の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状もしくは環状脂肪族炭化水素基、炭素数6〜10の芳香族基、シリル基、又はこれらの基と二価の基(アルキレン基、アリーレン基、シリレン基、これらの基が2以上結合してなる基、又はこれらの基とエステル基、炭酸エステル基、エーテル基が結合してなる基)とが結合した構造を有する基を示す。A及びBは、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の単環又は多環状脂肪族炭化水素基、炭素数7〜20のアラルキル基、芳香族基、複素環基を表す。nは1〜4の整数を表す。]
2.下記一般式(3)〜(5)のいずれかで表わされる、上記1に記載のビスフェノール化合物。
[上記一般式(3)〜(5)中、R1、R2、A及びBは、前記と同じである。]
3.前記R2が、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基である、上記1又は2に記載のビスフェノール化合物。
4.前記R1及びR2が、それぞれ独立に炭素数8〜25の直鎖状アルキル基である、上記1〜3のいずれかに記載のビスフェノール化合物。
5.下記一般式(6)で表わされる、上記1〜4のいずれかに記載のビスフェノール化合物。
[上記一般式(6)中、A’は、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の単環又は多環状脂肪族炭化水素基、炭素数7〜20のアラルキル基、芳香族基、複素環基を表す。B’は水素原子もしくはメチル基を表す。]
6.上記1〜5のいずれかに記載のビスフェノール化合物の製造方法であって、下記一般式(7)で表わされる化合物、下記一般式(8)で表わされる化合物、及び下記一般式(9)で表わされる化合物を酸触媒の存在下にて反応させる、ビスフェノール化合物の製造方法。
[上記一般式(7)中、R1は、前記と同じである。]
[上記一般式(8)中、R2及びnは、前記と同じである。]
[上記一般式(9)中、A及びBは、前記と同じである。]
1.下記一般式(1)又は(2)で表わされるビスフェノール化合物。
2.下記一般式(3)〜(5)のいずれかで表わされる、上記1に記載のビスフェノール化合物。
[上記一般式(3)〜(5)中、R1、R2、A及びBは、前記と同じである。]
3.前記R2が、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基である、上記1又は2に記載のビスフェノール化合物。
4.前記R1及びR2が、それぞれ独立に炭素数8〜25の直鎖状アルキル基である、上記1〜3のいずれかに記載のビスフェノール化合物。
5.下記一般式(6)で表わされる、上記1〜4のいずれかに記載のビスフェノール化合物。
6.上記1〜5のいずれかに記載のビスフェノール化合物の製造方法であって、下記一般式(7)で表わされる化合物、下記一般式(8)で表わされる化合物、及び下記一般式(9)で表わされる化合物を酸触媒の存在下にて反応させる、ビスフェノール化合物の製造方法。
本発明のビスフェノール化合物は、特定の構造を有するフェノール化合物とケトン化合物もしくはアルデヒド化合物とを酸性触媒の存在下で反応させて得られるビスフェノール化合物であって、例えばポリカーボネート、ポリアクリレート、エポキシ樹脂等の高分子材料の原料として有用である。
上記一般式(1)及び(2)中、R1は、炭素数2〜30の脂肪族炭化水素基であり、炭素数2〜30の脂肪族炭化水素基の中でも、炭素数8〜25の脂肪族炭化水素基が好ましい。脂肪族炭化水素基としては、飽和又は不飽和であってもよく、また直鎖状であっても分岐状であってもよい。R1は、特に、炭素数8〜25の直鎖状アルキル基が好ましい。
R2は、水素原子、水酸基、炭素数1〜30の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状もしくは環状脂肪族炭化水素基、炭素数6〜10の芳香族基、シリル基、又はこれらの基と二価の基(アルキレン基、アリーレン基、シリレン基、これらの基が2以上結合してなる基、又はこれらの基とエステル基、炭酸エステル基、エーテル基が結合してなる基)とが結合した構造を有する基を示す。
炭素数1〜30の直鎖状脂肪族炭化水素基としては、炭素数8〜25の直鎖状アルキル基が好ましく、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基等が挙げられる。炭素数3〜20の分岐状もしくは環状脂肪族炭化水素基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、イソヘキシル基等の炭素数3〜5の分岐状低級アルキル基や炭素数6以上の中鎖アルキル基、長鎖アルキル基等の分岐状アルキル基を挙げることができ、環状脂肪族炭化水素基としては、シクロプルピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。炭素数6〜10の芳香族基としては、フェニル基、トルイル基、キシリル基、ナフチル基等を挙げることができる。
炭素数1〜30の直鎖状脂肪族炭化水素基としては、炭素数8〜25の直鎖状アルキル基が好ましく、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基等が挙げられる。炭素数3〜20の分岐状もしくは環状脂肪族炭化水素基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、イソヘキシル基等の炭素数3〜5の分岐状低級アルキル基や炭素数6以上の中鎖アルキル基、長鎖アルキル基等の分岐状アルキル基を挙げることができ、環状脂肪族炭化水素基としては、シクロプルピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。炭素数6〜10の芳香族基としては、フェニル基、トルイル基、キシリル基、ナフチル基等を挙げることができる。
前記の脂肪族炭化水素基、芳香族基、又はシリル基と二価の基(アルキレン基、アリーレン基、シリレン基、これらの基が2以上結合してなる基、又はこれらの基とエステル基、炭酸エステル基、エーテル基が結合してなる基)とが結合した構造を有する基としては、トリメチルシリル基、アルコキシアルキル基(炭素数が2〜10)等を挙げることができる、
本発明の化合物は、種々の用途に適用できるが、例えばポリカーボネート樹脂の流動性を向上する視点からは、上記R1及びR2がそれぞれ独立に、炭素数が8〜25の直鎖アルキル基であることが好ましい。
A、Bは、それぞれ水素原子、炭素数1〜20の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の単環又は多環状脂肪族炭化水素基、炭素数7〜20のアラルキル基、芳香族基、複素環基を表す。
炭素数1〜20の直鎖状脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等の炭素数1〜5の低級アルキル基や炭素数6以上の中鎖アルキル基、長鎖アルキル基等の直鎖状脂肪族炭化水素基を挙げることができる。
炭素数1〜20の直鎖状脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等の炭素数1〜5の低級アルキル基や炭素数6以上の中鎖アルキル基、長鎖アルキル基等の直鎖状脂肪族炭化水素基を挙げることができる。
炭素数3〜20の分岐状脂肪族炭化水素基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、イソヘキシル基等の炭素数3〜5の分岐状低級アルキル基や炭素数6以上の中鎖アルキル基、長鎖アルキル基等の分岐状アルキル基を挙げることができる。A’が炭素数3〜20の単環又は多環状脂肪族炭化水素基としては、シクロプルピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等の単環状脂肪族炭化水素基等が挙げられ、多環状脂肪族炭化水素基としてはデカリル基、ビシクロウンデシル基等が挙げられる。
炭素数7〜20のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基等が挙げられる。A’が芳香族基、複素環基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル、ナフタセニル基等が挙げられる。
A、Bの中でも好ましいものとして、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、ベンジル基が特に好ましい。また、nは1〜4の整数を表すが、nが1であることが好ましい。
炭素数7〜20のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基等が挙げられる。A’が芳香族基、複素環基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル、ナフタセニル基等が挙げられる。
A、Bの中でも好ましいものとして、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、ベンジル基が特に好ましい。また、nは1〜4の整数を表すが、nが1であることが好ましい。
上記のR1、R2、A、B及びA’の各基の中で、直鎖状、分岐状、環状の脂肪族炭化水素基、芳香族基、シリル基、複素環基、二価の基、多環状脂肪族炭化水素基、アラルキル基である場合には、その水素原子が更に下記の置換基、例えば、フッ素原子、エーテル基、エステル基、シリル基、水酸基で置換されたアルキル基(例えば、ヒドロキシエチル基)、アルコキシ基で置換されたアルキル基(例えば、メトキシエチル基)、フェニル基、アリール基で置換されたアルキル基(例えば、ベンジル基)、アルキルで置換されたアリール基(例えば、p−トリル基)、アルキル基で置換されたアリールオキシ基(例えば、2−メチルフェノキシ基)等の置換基で置換されていてもよく、さらに、これら置換基内の一種以上の置換基が複数組み合わさっていてもよい。
なお、前記R1、R2、A、B及びA’の各基が更に置換されている場合、上述した炭素数には、更なる置換基の炭素数は含まれないものとする。例えば、ベンジル基は、フェニル基で置換された炭素数1のアルキル基と見なし、フェニル基で置換された炭素数7のアルキル基とは見なさない。以降の炭素数に記載についても、特に断りが無い限り、同様に解するものとする。
なお、前記R1、R2、A、B及びA’の各基が更に置換されている場合、上述した炭素数には、更なる置換基の炭素数は含まれないものとする。例えば、ベンジル基は、フェニル基で置換された炭素数1のアルキル基と見なし、フェニル基で置換された炭素数7のアルキル基とは見なさない。以降の炭素数に記載についても、特に断りが無い限り、同様に解するものとする。
本発明の上記一般式(1)又は(2)で表わされるビスフェノール化合物の中でも、特に好ましいビスフェノール化合物として、下記一般式(3)〜(5)のいずれかで表わされる化合物を挙げることができる。
[上記一般式(3)〜(5)中、R1、R2、A及びBは、前記と同じである。]
上記一般式(3)〜(5)のいずれかで表わされるビスフェノール化合物において、前記R2が、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基であるビスフェノール化合物が特に好ましく、その中でも炭素数8〜25の脂肪族炭化水素基であるビスフェノール化合物が特に好ましい。この炭素数8〜25の脂肪族炭化水素基であるビスフェノール化合物として、より具体的な化合物を例示すれば、以下の一般式(6)で表わされる化合物を挙げることができる。
[上記一般式(6)中、A’は、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の単環又は多環状脂肪族炭化水素基、炭素数7〜20のアラルキル基、芳香族基、複素環基を表す。B’は水素原子もしくはメチル基を表す。]
A’が炭素数1〜20の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の単環又は多環状脂肪族炭化水素基、炭素数7〜20のアラルキル基、芳香族基、複素環基である場合は、前記一般式(1)又は一般式(2)で説明した置換基Aと同じである。上記一般式(6)の化合物の中でも、A’及びB’が共にメチル基である化合物は、アセトンを原料とするものであり、安価で入手することができる。また、A’がエチル基であり、B’が水素原子であるプロパナールも好適に用いることができる。
[ビスフェノール化合物の製造方法]
本発明のビスフェノール化合物の製造方法について説明する。
本発明のビスフェノール化合物を製造する際に使用されるビスフェノール化合物の構造を形成するための原料として、下記一般式(7)で表わされる化合物、一般式(8)で表わされる化合物及び一般式(9)で表わされる化合物が使用される。
本発明のビスフェノール化合物の製造方法について説明する。
本発明のビスフェノール化合物を製造する際に使用されるビスフェノール化合物の構造を形成するための原料として、下記一般式(7)で表わされる化合物、一般式(8)で表わされる化合物及び一般式(9)で表わされる化合物が使用される。
一般式(7)に含まれる化合物として、3−オクチルフェノール、3−ノニルフェノール、3−デシルフェノール、3−ドデシルフェノール、3−ペンタデシルフェノール、3−ヘキサデシルフェノール、3−オクタデシルフェノール、3−ノナデシルフェノール等のアルキルフェノールを挙げることができる。特に、前記3−ペンタデシルフェノールは、カシューナッツ殻液由来の成分に含まれるカルダノールから誘導されるアルキル置換モノフェノールを水添することにより容易に得ることができ、従来、廃棄物として扱われていたカシューナッツ殻を有効利用することができる。
一般式(8)に含まれる化合物として、フェノール、クレゾール、レゾルシノール、ヒドロキノン、ピロガロール、メトキシヒドロキノン、グアイアコール、3−オクチルフェノール、3−ノニルフェノール、3−デシルフェノール、3−ドデシルフェノール、3−ペンタデシルフェノール、3−ヘキサデシルフェノール、3−オクタデシルフェノール、3−ノナデシルフェノール等のモノアルキルフェノールの他、前記各アルキル基を複数有するジアルキルフェノール、トリアルキルフェノール、テトラアルキルフェノールを挙げることができる。
[上記一般式(9)中、A及びBは、前記と同じである。]
上記一般式(9)に含まれる化合物としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、ジエチルケトン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロパナール(プロピオンアルデヒド)、ブタナール、ペンタナール(バレルアルデヒド)、ヘキサナール、ヘプタナール、ベンズアルデヒド、シクロヘキサンカルボキシアルデヒド等の化合物を挙げることができる。
上記一般式(7)及び(8)で表わされる化合物は、モノフェノール化合物であり、一般式(9)で表わされる化合物は、ケトン化合物もしくはアルデヒド化合物である。モノフェノール化合物とケトン化合物もしくはアルデヒド化合物とを酸性触媒の存在下で反応させてビスフェノール化合物とする反応は、ビスフェノールAの製法に代表されるように、公知の反応であり、酸性触媒の存在下に反応させて得ることができる。
使用される酸性触媒としては、例えば、塩化水素、塩酸、硫酸、トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、シュウ酸、五塩化リン、ポリリン酸等が用いられる。中でも塩酸、硫酸、トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸が好ましく、塩化水素、塩酸、硫酸、トルエンスルホン酸がさらに好ましい。これらの触媒の使用量については、使用する触媒の種類によって異なるので一概に限定することはできないが、使用される一般式(9)で表わされる化合物に対し、0.1〜30質量%の範囲で選ばれる。例えば塩酸を用いる場合、一般式(9)で表わされる化合物に対し、0.5〜20質量%の範囲で選ばれる。さらに好ましくは1〜10質量%の範囲である。
一般式(7)、一般式(8)及び一般式(9)で表わされる化合物を上記酸性触媒の存在下で反応させるに当って、助触媒としてメルカプト基を含有する化合物を用いることもできる。メルカプト基を含有する化合物としては、例えばメチルメルカプタン、エチルメルカプタン、プロピルメルカプタン、ブチルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類、チオフェノールやチオクレゾール等の芳香族メルカプタン類、メルカプト酢酸やメルカプトプロピオン酸等のメルカプト有機酸類等が挙げられる。これらの助触媒を用いる場合は、通常、一般式(9)で表わされる化合物に対して0.01〜10質量%の範囲で用いられる。さらに好ましくは0.01〜5質量%の範囲である。
一般式(9)で表わされる化合物と一般式(7)で表わされる化合物及び一般式(8)で表わされる化合物との使用比率については、一般式(9)で表わされる化合物に対して、一般式(7)で表わされる化合物及び一般式(8)で表わされる化合物の総量が理論量より過剰になるように用いることが好ましく、通常一般式(9)で表わされる化合物1モルに対して、一般式(7)で表わされる化合物及び一般式(8)で表わされる化合物の総量を2〜10モルの割合で用いることができ、さらに好ましくは3〜6モルとなるような割合で用いられる。なお、一般式(7)で表わされる化合物と一般式(8)で表わされる化合物との使用比率は、一般式(7)で表わされる化合物と一般式(8)で表わされる化合物が異なる場合は、通常1:1の比率で用いられる。
反応温度は一般的には20〜100℃の範囲で選ばれる。反応圧力については特に制限は無く、加圧、常圧、減圧のいずれでもよいが、通常、常圧下で反応が行われる。反応時間は原料の種類、触媒および助触媒の種類や量、反応温度等によって左右されるが通常0.5〜100時間程度である。反応の終点は、原料の一般式(9)で表わされる化合物がなくなった時点を反応の終点とすることが望ましく、反応生成液をガスクロマトグラフィーにより分析することで確認することができる。
目的とするビスフェノール化合物の分離・精製は、例えば、以下の手順で行う。まず反応生成液を室温まで冷却した後、反応生成液に酢酸エチル、トルエン等の有機溶媒と水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ水溶液を加え、振とうして、次いで静置させ、水相を除去して有機相を得る。得られた有機相を水で洗浄し、洗浄後に得られた有機相を加熱や減圧蒸留することにより、有機溶媒を除去して、乾燥させ、目的とする本発明のビスフェノール化合物を得ることができる。必要に応じて、適当な溶媒を用いて再結晶してさらに精製してもよい。
以下に実施例をあげて本発明の方法を更に詳しく説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。分析条件は下記に示す通りである。
<薄層クロマトグラフィー(LC−MS)分析条件>
(株)島津製作所製「GC14A」、キャピラリーカラム(信和化工(株)製「HP−1」 30m×内径0.32mm)、注入口温度300℃、検出器温度300℃、昇温条件100〜300℃(10℃/分)、20分保持して測定した。
(株)島津製作所製「GC14A」、キャピラリーカラム(信和化工(株)製「HP−1」 30m×内径0.32mm)、注入口温度300℃、検出器温度300℃、昇温条件100〜300℃(10℃/分)、20分保持して測定した。
<NMRの測定>
日本電子株式会社製;「JNM−AL400」を用い、1H−NMRを測定した。
日本電子株式会社製;「JNM−AL400」を用い、1H−NMRを測定した。
<共重合量の測定>
日本電子株式会社製;「JNM−LA500」を用い、1H−NMRを測定して、ポリカーボネート共重合体の主鎖を構成するモノマー成分であるビスフェノール化合物の共重合量を算出した。
日本電子株式会社製;「JNM−LA500」を用い、1H−NMRを測定して、ポリカーボネート共重合体の主鎖を構成するモノマー成分であるビスフェノール化合物の共重合量を算出した。
<粘度平均分子量の測定>
粘度平均分子量(Mv)は、ウベローデ型粘度計を用いて、20℃における塩化メチレン溶液の粘度を測定し、これより極限粘度[η]を求め、次式にて算出するものである。
[η]=1.23×10-5Mv0.83
粘度平均分子量(Mv)は、ウベローデ型粘度計を用いて、20℃における塩化メチレン溶液の粘度を測定し、これより極限粘度[η]を求め、次式にて算出するものである。
[η]=1.23×10-5Mv0.83
<ガラス転移温度Tgの測定>
ISO 11357に準拠して測定した。
ISO 11357に準拠して測定した。
<溶融流動性(MVR)の測定>
ISO 1133に準拠して、300℃、荷重1.4kgで測定した単位時間当たりの溶融流動体積(cm3/10分)である。
ISO 1133に準拠して、300℃、荷重1.4kgで測定した単位時間当たりの溶融流動体積(cm3/10分)である。
実施例1
<2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノールの製造1>
撹拌子を備えた50mlのシュレンク型フラスコに3−ペンタデシルフェノール3.04g、メタノール648mg、35%塩酸590mgを加え、50℃に加温し溶解させた後、プロパナール194mgを加え、50℃で5時間反応させた。反応終了後、酢酸エチル5mlを加え、1規定の水酸化ナトリウム水溶液5mlで中和した後、有機層を5mlの水で3回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮した。得られた濃縮物を分取薄層クロマトグラフィーにて精製し、ビスフェノール化合物(A1)を1.35g(収率20.7%)得た。このビスフェノール化合物(A1)をNMR、LC−MSよりその構造を分析したところ、2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)であることを同定した。その1H−NMRスペクトル図を図1に示す。
<2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノールの製造1>
実施例2
<2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノールの製造2>
温度計、冷却器及び撹拌子を備えた300mlの三つ口フラスコに3−ペンタデシルフェノール51.0g及びアセトニトリル10.1gを仕込み50℃に加温し溶解させた後、35.5%塩酸8.7gを加え、続いてプロパナール3.2gを1時間掛けて滴下し、45℃で11時間反応させた。反応終了後、酢酸エチル50mlと水50mlを加えた後、有機層を50mlの水で5回洗浄し、得られた有機層をエバポレーターにより濃縮した。得られた濃縮物をアセトンにて2回再結晶を行うことにより、2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)を6.1g(収率16.9%)得た。なお、実施例1と同様にして、その構造をNMR、LC−MSにより同定した。
<2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノールの製造2>
温度計、冷却器及び撹拌子を備えた300mlの三つ口フラスコに3−ペンタデシルフェノール51.0g及びアセトニトリル10.1gを仕込み50℃に加温し溶解させた後、35.5%塩酸8.7gを加え、続いてプロパナール3.2gを1時間掛けて滴下し、45℃で11時間反応させた。反応終了後、酢酸エチル50mlと水50mlを加えた後、有機層を50mlの水で5回洗浄し、得られた有機層をエバポレーターにより濃縮した。得られた濃縮物をアセトンにて2回再結晶を行うことにより、2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)を6.1g(収率16.9%)得た。なお、実施例1と同様にして、その構造をNMR、LC−MSにより同定した。
実施例3
<2,2−(1−メチルエチリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)の製造>
温度計、冷却器及び撹拌子を備えた300mlの四つ口フラスコに3−ペンタデシルフェノール30.5g及び水200mgを仕込み50℃に加温し溶解させた後、塩化水素ガスを吹き込み飽和させた。続いてアセトン1.4gを2時間かけて滴下し、50℃で27時間反応させた。反応終了後、酢酸エチル50mlと水50mlを加えた後、有機層を50mlの水で5回洗浄し、得られた有機層をエバポレーターにより濃縮した。得られた濃縮物を、溶媒としてヘキサンを用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製したところ、ビスフェノール化合物(A2)を1.7g(収率9.0%)得た。このビスフェノール化合物(A2)をNMR、LC−MSよりその構造を分析したところ、2,2−(1−メチルエチリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)であることを同定した。その1H−NMRスペクトル図を図2に示す。
<2,2−(1−メチルエチリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)の製造>
参考例1
上記実施例2で得られた2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)をポリカーボネートの共重合用二価フェノールとして用いて以下の方法でポリカーボネート共重合体を製造した。
上記実施例2で得られた2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)をポリカーボネートの共重合用二価フェノールとして用いて以下の方法でポリカーボネート共重合体を製造した。
(1)ポリカーボネートオリゴマーの製造
濃度5.6質量%水酸化ナトリウム水溶液に、後に溶解するビスフェノールA(BPA)に対して0.2質量%の亜二チオン酸ナトリウムを加え、ここにBPA濃度が13.5質量%になるようにBPAを溶解し、BPAの水酸化ナトリウム水溶液を調製した。内径6mm、管長30mの管型反応器に、上記BPAの水酸化ナトリウム水溶液を40L/hr及び塩化メチレンを15L/hrの流量で連続的に通すと共に、ホスゲンを4.0kg/hrの流量で連続的に通した。管型反応器はジャケット部分を有しており、ジャケットに冷却水を通して反応液の温度を40℃以下に保った。
管型反応器から送出された反応液は、後退翼を備えた内容積40Lのバッフル付き槽型反応器へ連続的に導入され、ここにさらにBPAの水酸化ナトリウム水溶液を2.8L/hr、25質量%水酸化ナトリウム水溶液を0.07L/hr、水を17L/hr、1質量%トリエチルアミン水溶液を0.64L/hrの流量で供給し、29〜32℃で反応を行った。槽型反応器から反応液を連続的に抜き出し、静置することで水相を分離除去し、塩化メチレン相を採取した。このようにして得られたポリカーボネートオリゴマー溶液は、オリゴマー濃度315g/L、クロロホーメート基濃度0.75mol/Lであった。
濃度5.6質量%水酸化ナトリウム水溶液に、後に溶解するビスフェノールA(BPA)に対して0.2質量%の亜二チオン酸ナトリウムを加え、ここにBPA濃度が13.5質量%になるようにBPAを溶解し、BPAの水酸化ナトリウム水溶液を調製した。内径6mm、管長30mの管型反応器に、上記BPAの水酸化ナトリウム水溶液を40L/hr及び塩化メチレンを15L/hrの流量で連続的に通すと共に、ホスゲンを4.0kg/hrの流量で連続的に通した。管型反応器はジャケット部分を有しており、ジャケットに冷却水を通して反応液の温度を40℃以下に保った。
管型反応器から送出された反応液は、後退翼を備えた内容積40Lのバッフル付き槽型反応器へ連続的に導入され、ここにさらにBPAの水酸化ナトリウム水溶液を2.8L/hr、25質量%水酸化ナトリウム水溶液を0.07L/hr、水を17L/hr、1質量%トリエチルアミン水溶液を0.64L/hrの流量で供給し、29〜32℃で反応を行った。槽型反応器から反応液を連続的に抜き出し、静置することで水相を分離除去し、塩化メチレン相を採取した。このようにして得られたポリカーボネートオリゴマー溶液は、オリゴマー濃度315g/L、クロロホーメート基濃度0.75mol/Lであった。
(2)ポリカーボネート共重体の製造
邪魔板、パドル型攪拌翼を備えた内容積1Lの槽型反応器に上記オリゴマー溶液143mL、塩化メチレン82mLを仕込み、実施例2で得られた2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)4.9gを溶解後、トリエチルアミン45μLを加え、ここに6.4質量%水酸化ナトリウム水溶液23gを攪拌下で添加し、10分間反応を行った。次いで、末端停止剤としてp−tert-ブチルフェノール(PTBP)の塩化メチレン溶液(PTBP0.98gを塩化メチレン10mLに溶解したもの)、BPAの水酸化ナトリウム水溶液(NaOH5.0gと亜二チオン酸ナトリウム20mgを水73mLに溶解した水溶液に、BPA10.5gを溶解したもの)を添加し、50分間重合反応を行った。希釈のため塩化メチレン100mLを加え10分間攪拌した後、ポリカーボネートを含む有機相と過剰のビスフェノールA及びNaOHを含む水相に分離し、有機相を単離した。得られたポリカーボネート樹脂の塩化メチレン溶液を、その溶液に対し順次15容量%の0.03mol/L・NaOH水溶液と0.2mol/リットル塩酸で洗浄し、次いで洗浄後の水相中の電気伝導度が0.05μS/m以下になるまで純水で洗浄を繰り返した。洗浄により得られたポリカーボネート共重合体の塩化メチレン溶液を濃縮・粉砕し、得られたフレークを減圧下、100℃で乾燥し、ポリカーボネート共重合体を得た。
得られた共重合体中の1H−NMRにより求めた2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)に由来する繰返し単位とBPAに由来する繰返し単位とのモル比は1.6:98.4であった。また、その粘度平均分子量(Mv)は、14700であり、ガラス転移温度Tgは、119℃であり、溶融流動性(MVR)は、76cm3/10分であった。得られたポリカーボネート共重合体は、流動性に優れていることがわかった。
邪魔板、パドル型攪拌翼を備えた内容積1Lの槽型反応器に上記オリゴマー溶液143mL、塩化メチレン82mLを仕込み、実施例2で得られた2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)4.9gを溶解後、トリエチルアミン45μLを加え、ここに6.4質量%水酸化ナトリウム水溶液23gを攪拌下で添加し、10分間反応を行った。次いで、末端停止剤としてp−tert-ブチルフェノール(PTBP)の塩化メチレン溶液(PTBP0.98gを塩化メチレン10mLに溶解したもの)、BPAの水酸化ナトリウム水溶液(NaOH5.0gと亜二チオン酸ナトリウム20mgを水73mLに溶解した水溶液に、BPA10.5gを溶解したもの)を添加し、50分間重合反応を行った。希釈のため塩化メチレン100mLを加え10分間攪拌した後、ポリカーボネートを含む有機相と過剰のビスフェノールA及びNaOHを含む水相に分離し、有機相を単離した。得られたポリカーボネート樹脂の塩化メチレン溶液を、その溶液に対し順次15容量%の0.03mol/L・NaOH水溶液と0.2mol/リットル塩酸で洗浄し、次いで洗浄後の水相中の電気伝導度が0.05μS/m以下になるまで純水で洗浄を繰り返した。洗浄により得られたポリカーボネート共重合体の塩化メチレン溶液を濃縮・粉砕し、得られたフレークを減圧下、100℃で乾燥し、ポリカーボネート共重合体を得た。
得られた共重合体中の1H−NMRにより求めた2,2−(プロピリデン)ビス(3−ペンタデシルフェノール)に由来する繰返し単位とBPAに由来する繰返し単位とのモル比は1.6:98.4であった。また、その粘度平均分子量(Mv)は、14700であり、ガラス転移温度Tgは、119℃であり、溶融流動性(MVR)は、76cm3/10分であった。得られたポリカーボネート共重合体は、流動性に優れていることがわかった。
本発明のビスフェノール化合物は種々の用途に好適に用いることができ、特にポリカーボネート樹脂やエポキシ樹脂の原料として有用である。
Claims (6)
- 下記一般式(1)又は(2)で表わされる、ビスフェノール化合物。
- 前記R2が、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基である、請求項1又は2に記載のビスフェノール化合物。
- 前記R1及びR2が、それぞれ独立に炭素数8〜25の直鎖状アルキル基である、請求項1〜3のいずれかに記載のビスフェノール化合物。
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JP2020023451A (ja) * | 2018-08-07 | 2020-02-13 | 三菱ケミカル株式会社 | ビスフェノール製造法、及びポリカーボネート樹脂の製造法 |
US11008297B2 (en) * | 2017-05-15 | 2021-05-18 | Rowan University | Bio-based, multi-aromatic compounds, and methods of making and using same |
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- 2013-03-27 JP JP2013067593A patent/JP2014189526A/ja active Pending
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